Plastiklerin Daha Sürdürülebilir Geri Dönüşümü
Fotoğraf-1: Geri dönüştürülmüş plastik kullanılarak 3 boyutlu baskı ile yapılmış cep telefonu kılıfı. Katkı Sağlayanlar: Mecking, Konstanz Üniversitesi
Plastikler en yaygın kullanılan malzemeler arasındadır ve tüm modern teknolojilerin hayati bileşenleridir. Şimdiye kadar, bu değerli malzemeleri yalnızca sınırlı bir ölçüde geri dönüştürmek mümkün olmuştur. Yeni çözümler sunmak için, Konstanz Üniversitesi’ndeki Profesör Stefan Mecking´in grubundan kimyagerler, polietilen benzeri plastiklerin kimyasal olarak geri dönüştürülmesi için daha sürdürülebilir bir yöntem geliştirdiler. Araştırmacılar, plastiği moleküler bileşenlerine geri dönüştürmek için moleküler düzeyde “kırılma noktaları” kullanıyor.
Bu yeni yöntem aşırı yüksek sıcaklıklar olmadan çalışır, bu nedenle varolan proseslerden önemli ölçüde daha enerji tasarrufludur ve daha yüksek bir geri kazanım oranına (başlangıç malzemesinin yaklaşık yüzde 96’sı) sahiptir. Bu bulgular, 17 Şubat 2021’de Nature dergisinde yayımlanmıştır.
Mekanik geri dönüşüme karşı kimyasal geri dönüşüm
“Plastiklerin doğrudan yeniden kullanımı, pratikte mekanik geri dönüşümün yalnızca sınırlı bir dereceye kadar işlev görmesi gerçeğiyle sık sık engelleniyor- çünkü plastikler kirlenmiş ve katkı maddeleri ile karıştırılmış, bu da geri dönüştürülmüş malzemelerin özelliklerini bozuyor,” diye açıklıyor Stefan Mecking.
“Kimyasal geri dönüşüm” bir alternatiftir: Kullanılmış plastik, kimyasal bir prosesle moleküler yapı taşlarına ayrılır ve daha sonra yeni plastiğe dönüştürülebilir.
Polietilenin kimyasal geri dönüşümünün sınırlamaları
Özellikle kullanılan en yaygın plastik olan polietilen durumunda kimyasal geri dönüşüm zordur. Moleküler düzeyde, plastikler uzun moleküler zincirlerden oluşur. Stefan Mecking, “Polietilenin polimer zincirleri çok kararlıdır ve kolayca küçük moleküllere geri dönüştürülemez,” diye açıklıyor. 600 °C’ yi aşan sıcaklıklar gereklidir, bu da onu enerji tüketen bir prosedür yapar. Aynı zamanda, geri kazanım oranı sınırlıdır (bazı durumlarda, başlangıç malzemesinin yüzde onundan daha azına kadar).
Polietilenin kimyasal geri dönüşümü nasıl daha sürdürülebilir hale getirilebilir?
Stefan Mecking ve ekibi, polietilen benzeri plastiklerin daha enerji verimli kimyasal geri dönüşümünü mümkün kılan ve başlangıç malzemelerinin yaklaşık yüzde 96’sı gibi çok yüksek geri kazanım oranına sahip bir yöntem hakkında rapor veriyor. Bunu yapmak için, kimyagerler moleküler düzeyde “kırılma noktaları” kullandılar ve zincirin daha küçük moleküler yapı bloklarına dönüştürülmesini sağladılar. “Yöntemimizin anahtarı, polietilen zincirinde önceden belirlenmiş kırılma noktalarına sahip düşük yoğunlukta polimerlerdir, böylece kristal yapı ve malzeme özellikleri tehlikeye atılmaz,” diye açıklıyor Stefan Mecking ve ekliyor, “Bu tür malzemeler, 3 boyutlu baskı için de oldukça uygundur.”
Mecking’in araştırma ekibi, bitki yağına dayalı polietilen benzeri plastikler üzerinde bu kimyasal geri dönüşümü gösterdi. Geri dönüşüm aşaması yalnızca yaklaşık 120 derecelik sıcaklıklar gerektirir. Ayrıca kimyagerler bu geri dönüşüm yöntemini atık yığınlarında oluşan katkılı plastikler üzerinde de gerçekleştirdiler. Geri dönüştürülmüş malzemelerin özellikleri, başlangıç malzemesinin özellikleriyle aynı düzeydedir. Mecking, “Geri dönüştürülebilirlik, plastiğe dayalı gelecekteki teknolojiler için önemli bir unsurdur. Bu tür değerli materyalleri mümkün olduğunca verimli bir şekilde yeniden kullanmak mantıklıdır. Araştırmamızla plastiklerin kimyasal geri dönüşümünü daha sürdürülebilir ve etkili hale getirmeye katkıda bulunmak istiyoruz,” diyerek sözlerini sonlandırıyor.
Kaynak: phys.org
